JP2019503160A5

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Publication number: JP2019503160A5
Application number: JP2018530825A
Authority: JP
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2020-01-30
Anticipated expiration: 2036-12-16

Claims

フルブリッジ構成を備える共振コンバータを制御するための制御回路であって、前記フルブリッジ構成が２つの並列スイッチングブランチを備え、前記２つのスイッチングブランチの各々が２つの直列接続されたスイッチ部材を備え、一方のスイッチングブランチのスイッチ部材と他方のスイッチングブランチのスイッチ部材とのそれぞれが対角対を形成し、前記制御回路は、
前記共振コンバータの出力電圧を制御するための電圧制御信号を供給するための出力電圧コントローラと、
前記共振コンバータの共振電流のゼロ交差予測事象を示すゼロ交差予測信号を供給するためのゼロ交差予測器であって、各ゼロ交差予測事象が、前記共振電流のそれぞれのゼロ交差より所定の前進時間間隔だけ進んでいる、ゼロ交差予測器と、
前記スイッチ部材のスイッチング事象を制御するためのスイッチエンコーダと
を備え、
前記スイッチエンコーダが、前記共振電流の複数の周期の各半周期の間、対角対が導通している初期状態から開始して、
前記電圧制御信号に基づいて前記対角対の第１のスイッチ部材をターンオフし、
前記第１のスイッチ部材の前記ターンオフの後、前記第１のスイッチ部材に直列接続されたスイッチ部材を、前記共振電流のゼロ交差より前の半周期においてターンオンし、
前記第１のスイッチ部材の前記ターンオフの後、前記対角対の第２のスイッチ部材を、前記ゼロ交差予測信号に基づいて前記ゼロ交差より進んでいるゼロ交差予測事象においてターンオフし、
前記第２のスイッチ部材の前記ターンオフの後、前記第２のスイッチ部材に直列接続されたスイッチ部材を、前記ゼロ交差事象より前にターンオンする、制御回路。 A control circuit for controlling a resonant converter having a full bridge configuration, wherein the full bridge configuration includes two parallel switching branches, each of the two switching branches includes two series-connected switch members, Each of the switch member of one switching branch and the switch member of the other switching branch forms a diagonal pair, and the control circuit includes:
An output voltage controller for supplying a voltage control signal for controlling an output voltage of the resonance converter;
A zero-crossing predictor for providing a zero-crossing prediction signal indicating a zero-crossing prediction event of a resonance current of the resonant converter, wherein each zero-crossing prediction event has a predetermined advance time from a respective zero-crossing of the resonance current. A zero-crossing predictor, advanced by an interval,
A switch encoder for controlling a switching event of the switch member,
The switch encoder starts from an initial state in which a diagonal pair is conducting during each half cycle of the plurality of cycles of the resonance current,
Turning off the first switch member of the diagonal pair based on the voltage control signal;
After the turn-off of the first switch member, the switch member connected in series with the first switch member is turned on in a half cycle before a zero crossing of the resonance current,
After the turn-off of the first switch member, turn off the second switch member of the diagonal pair in a zero-crossing prediction event that is ahead of the zero-crossing based on the zero-crossing prediction signal ;
Wherein after the turning off of the second switch member, said second switch member in series connected switch members, the turn turned on before the zero crossing event, the control circuit.

前記スイッチエンコーダが、さらに、前記ゼロ交差予測信号に基づいて、前記第１のスイッチ部材に直列接続された前記スイッチ部材をターンオンする、請求項２に記載の制御回路。 The control circuit according to claim 2, wherein the switch encoder further turns on the switch member connected in series with the first switch member based on the zero-crossing prediction signal.

遅延ゼロ交差予測事象を示す第１の遅延信号を供給するための第１の遅延ユニットであって、各遅延ゼロ交差予測事象が、対応するゼロ交差予測事象より第１の所定の遅延時間だけ遅れ、前記共振電流の対応するゼロ交差より前にある、第１の遅延ユニットをさらに備え、
前記スイッチエンコーダが、さらに、前記第１の遅延信号に基づいて、前記第２のスイッチ部材に直列接続された前記スイッチ部材を遅延ゼロ交差予測事象においてターンオフする、請求項１に記載の制御回路。 A first delay unit for providing a first delayed signal indicative of a delayed zero-crossing prediction event, wherein each delayed zero-crossing prediction event is delayed by a first predetermined delay time from a corresponding zero-crossing prediction event. Further comprising a first delay unit, prior to a corresponding zero crossing of said resonant current,
The control circuit of claim 1 , wherein the switch encoder is further configured to turn off the switch member serially connected to the second switch member in a delayed zero crossing prediction event based on the first delayed signal.

前記第１の遅延ユニットが、前記ゼロ交差予測信号を遅延させることによって前記第１の遅延信号を供給する、請求項３に記載の制御回路。 4. The control circuit according to claim 3 , wherein the first delay unit supplies the first delay signal by delaying the zero-crossing prediction signal.

前記スイッチエンコーダが、さらに、前記第１の遅延信号に基づいて、遅延ゼロ交差予測事象において前記第１のスイッチ部材に直列接続された前記スイッチ部材をターンオンする、請求項３に記載の制御回路。 4. The control circuit of claim 3 , wherein the switch encoder further turns on the switch member connected in series with the first switch member in a delayed zero crossing prediction event based on the first delayed signal.

前記第１のスイッチ部材の前記ターンオフを第２の所定の遅延時間だけ遅らせかつ前記ゼロ交差事象より前にある事象を示す第２の遅延信号を供給するための第２の遅延ユニットをさらに備え、
前記スイッチエンコーダが、さらに、前記第２の遅延信号に基づいて、前記第１のスイッチ部材に直列接続された前記スイッチ部材をターンオンする、請求項１に記載の制御回路。 A second delay unit for delaying the turn-off of the first switch member by a second predetermined delay time and for providing a second delay signal indicative of an event prior to the zero crossing event;
The control circuit according to claim 1, wherein the switch encoder further turns on the switch member connected in series to the first switch member based on the second delay signal.

前記第２の遅延ユニットが、前記電圧制御信号を遅延させることによって前記第２の遅延信号を供給する、請求項６に記載の制御回路。 7. The control circuit according to claim 6 , wherein the second delay unit supplies the second delay signal by delaying the voltage control signal.

前記共振電流の第１の周期において前記電圧制御信号に基づいて最初にターンオフされる前記スイッチ部材が、前記第１の周期と異なる前記共振電流の第２の周期において前記電圧制御信号に基づいて最初にターンオフされる前記スイッチ部材と異なる、請求項１に記載の制御回路。 The switch member that is first turned off based on the voltage control signal in a first cycle of the resonance current is first turned off based on the voltage control signal in a second cycle of the resonance current that is different from the first cycle. The control circuit according to claim 1, wherein the control circuit is different from the switch member that is turned off.

前記スイッチエンコーダが、
前記ゼロ交差予測信号に基づいて鋸波信号を供給するための同期鋸波発生器と、
前記電圧制御信号及び前記鋸波信号に基づいて位相信号を供給するための比較器と、
前記位相信号に基づいて駆動信号を各スイッチ部材に供給するためのデジタルエンコーダとを備える、請求項１に記載の制御回路。 The switch encoder,
A synchronous sawtooth generator for providing a sawtooth signal based on the zero-crossing prediction signal;
A comparator for supplying a phase signal based on the voltage control signal and the sawtooth signal;
The control circuit according to claim 1 , further comprising: a digital encoder for supplying a drive signal to each switch member based on the phase signal.

前記スイッチエンコーダが、
前記ゼロ交差予測信号及び前記共振電流の前記ゼロ交差に基づいて同期信号を供給するためのゼロ交差予測器と、
前記電圧制御信号及び前記同期信号に基づいて位相信号を供給するためのカウンタと、
前記位相信号に基づいて駆動信号を各スイッチ部材に供給するためのデジタルエンコーダとを備える、請求項１に記載の制御回路。 The switch encoder,
A zero-crossing predictor for providing a synchronization signal based on the zero-crossing prediction signal and the zero-crossing of the resonance current;
A counter for supplying a phase signal based on the voltage control signal and the synchronization signal,
The control circuit according to claim 1 , further comprising: a digital encoder for supplying a drive signal to each switch member based on the phase signal.

フルブリッジ構成を備える共振コンバータを制御する方法であって、前記フルブリッジ構成が２つの並列スイッチングブランチを備え、前記２つのスイッチングブランチの各々が２つの直列接続されたスイッチ部材を備え、一方のスイッチングブランチのスイッチ部材と他方のスイッチングブランチのスイッチ部材とのそれぞれが対角対を形成し、前記方法が、
前記共振コンバータの出力電圧を制御するための電圧制御信号を供給するステップと、
前記共振コンバータの共振電流のゼロ交差予測事象を示すゼロ交差予測信号を供給するステップであって、各ゼロ交差予測事象が、前記共振電流のそれぞれのゼロ交差より所定の前進時間間隔だけ進んでいるステップと、
前記共振電流の複数の周期の各半周期の間、対角対が導通している初期状態から開始するステップと、
電圧制御信号に基づいて前記対角対の第１のスイッチ部材をターンオフするステップと、
前記第１のスイッチ部材の前記ターンオフの後、前記第１のスイッチ部材に直列接続されたスイッチ部材を、前記共振電流のゼロ交差より前の半周期においてターンオンするステップと、
前記第１のスイッチ部材の前記ターンオフの後、前記対角対の第２のスイッチ部材を、前記ゼロ交差予測信号に基づいて前記ゼロ交差より進んでいるゼロ交差予測事象においてターンオフするステップと、
前記第２のスイッチ部材の前記ターンオフの後、前記第２のスイッチ部材に直列接続されたスイッチ部材を、前記ゼロ交差事象より前にターンオンするステップと
を有する、方法。 A method for controlling a resonant converter having a full-bridge configuration, wherein the full-bridge configuration comprises two parallel switching branches, each of the two switching branches comprising two series-connected switch members, Each of the switch member of the branch and the switch member of the other switching branch forms a diagonal pair, wherein the method comprises:
Supplying a voltage control signal for controlling the output voltage of the resonant converter;
Providing a zero-crossing prediction signal indicative of a zero-crossing prediction event of the resonance current of the resonant converter, wherein each zero-crossing prediction event is ahead of the respective zero-crossing of the resonance current by a predetermined advance time interval. Steps and
During each half cycle of the plurality of periods of the resonance current, a step of starting from an initial state in which diagonal pair is conducting,
Turning off the first switch member of the diagonal pair based on a voltage control signal;
After the turning off of the first switch member, turning on a switch member connected in series with the first switch member in a half cycle before the zero crossing of the resonance current;
After the turn-off of the first switch member, turning off the second switch member of the diagonal pair at a zero-crossing prediction event ahead of the zero-crossing based on the zero-crossing prediction signal ;
Wherein after the turning off of the second switch member, a series-connected switching member to said second switch member, and a step of turning on before the zero crossing event, method.

共振コンバータと、前記共振コンバータを制御するための請求項１に記載の制御回路とを備える電力インバータであって、
前記共振コンバータがフルブリッジ構成と共振回路とを備え、
前記フルブリッジ構成が２つの並列スイッチングブランチを備え、前記２つのスイッチングブランチの各々が２つの直列接続されたスイッチ部材を備え、一方のスイッチングブランチのスイッチ部材と他方のスイッチングブランチのスイッチ部材とのそれぞれが対角対を形成し、
前記共振回路が前記２つのスイッチングブランチの各々に属する前記２つの直列接続されたスイッチ部材の接続点間に接続された、電力インバータ。 A power inverter comprising a resonant converter and a control circuit according to claim 1 for controlling the resonant converter,
The resonance converter includes a full bridge configuration and a resonance circuit,
The full-bridge configuration comprises two parallel switching branches, each of the two switching branches comprising two series-connected switch members, one each of a switch member of one switching branch and a switch member of the other switching branch. Form a diagonal pair,
A power inverter, wherein the resonance circuit is connected between connection points of the two series-connected switch members belonging to each of the two switching branches.

前記スイッチ部材のうちの１つ又は複数が、スナバキャパシタに並列に接続される、請求項１２に記載の電力インバータ。 13. The power inverter of claim 12 , wherein one or more of the switch members are connected in parallel to a snubber capacitor.

請求項１２に記載の電力インバータと、前記電力インバータの入力部に接続されたＤＣ電圧源と、前記電力インバータの出力部に接続されたＸ線管とを備える、Ｘ線発生器。 An X-ray generator comprising the power inverter of claim 12 , a DC voltage source connected to an input of the power inverter, and an X-ray tube connected to an output of the power inverter.